JP7359813B2 - 樹脂ビーズ、樹脂ビーズの製造方法、及び樹脂ビーズを用いた製品 - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂ビーズ、樹脂ビーズの製造方法、及び樹脂ビーズを用いた製品に関する。
従来、樹脂ビーズは、その球状特性から、艶消し剤、滑り剤、及びブロッキング防止剤等の様々な分野で用いられている。さらに、メーキャップ用の化粧料の伸展性等の特性を向上させるべく、樹脂ビーズ等の種々の樹脂粉体（樹脂粒子）が用いられている。しかし、近年、マイクロプラスチックによる海洋汚染等の問題などから、化粧料に配合される樹脂ビーズの構成材料が、石油由来の合成系素材から天然系素材へと移行しつつある。
天然系素材からなる樹脂粉末や樹脂粒子としては、例えば、キトサンを機械的に低温湿式粉砕して得られる、化粧品等に配合される不定形薄片状のキトサン粉末が提案されている（特許文献１）。また、脂肪酸類を添加したセルロース系物質を機械的に粉砕処理して得られる、化粧品等に配合される扁平なセルロース粒子が提案されている（特許文献２）。
しかし、特許文献１及び２で提案されたキトサン粉末やセルロース粒子は、化粧料に配合しても肌に対する伸びがさほど良好であるとはいえず、粉浮きしたり、ざらつきを感じたりしやすいものであった。このため、市場で要求される「しっとりとした触感」を示す材料には、必ずしも適当なものであるとはいえなかった。
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、優れた触感及び肌への伸びを有する化粧料等の各種製品を提供可能な、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子と代替可能な樹脂ビーズ、及びそれを用いた化粧料等の各種製品を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、優れた触感及び肌への伸びを有する化粧料等の各種製品を提供可能な、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子と代替可能な樹脂ビーズの製造方法を提供することにある。
すなわち、本発明によれば、以下に示す樹脂ビーズが提供される。
［１］キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかのキトサン類を主成分とする樹脂で形成された粒子状の樹脂ビーズであって、平均最大径が１～２０μｍであり、下記式（１）で定義されるアスペクト比が１．５～４０であり、下記式（２）で定義されるアスペクト比の標準偏差率が２０％以下であり、下記式（３）で定義される両凹円盤度が０～０．３である樹脂ビーズ。
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
［２］前記アスペクト比が２～３５であり、前記アスペクト比の標準偏差率が１５％以下であり、前記両凹円盤度が０～０．２５である前記［１］に記載の樹脂ビーズ。
［３］前記キトサン類の重量平均分子量が、１５，０００～１，５００，０００である前記［１］又は［２］に記載の樹脂ビーズ。
［４］前記キトサン塩が、キトサン硫酸塩である前記［１］～［３］のいずれかに記載の樹脂ビーズ。
［１］キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかのキトサン類を主成分とする樹脂で形成された粒子状の樹脂ビーズであって、平均最大径が１～２０μｍであり、下記式（１）で定義されるアスペクト比が１．５～４０であり、下記式（２）で定義されるアスペクト比の標準偏差率が２０％以下であり、下記式（３）で定義される両凹円盤度が０～０．３である樹脂ビーズ。
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
［２］前記アスペクト比が２～３５であり、前記アスペクト比の標準偏差率が１５％以下であり、前記両凹円盤度が０～０．２５である前記［１］に記載の樹脂ビーズ。
［３］前記キトサン類の重量平均分子量が、１５，０００～１，５００，０００である前記［１］又は［２］に記載の樹脂ビーズ。
［４］前記キトサン塩が、キトサン硫酸塩である前記［１］～［３］のいずれかに記載の樹脂ビーズ。
また、本発明によれば、以下に示す樹脂ビーズの製造方法が提供される。
［５］前記［１］～［４］のいずれかに記載の樹脂ビーズの製造方法であって、キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を流動させながら１００℃以下に昇温させて前記キトサンを溶解させた後、前記反応液を流動させながら降温させて析出物を生成させる工程を有する樹脂ビーズの製造方法。
［６］前記キトサンの量（Ｙ）に対する、前記硫酸の量（Ｘ）のモル比（Ｘ／Ｙ）が、２．０以上である前記［５］に記載の樹脂ビーズの製造方法。
［７］生成した前記析出物をアルカリで中和する工程をさらに有する前記［５］又は［６］に記載の樹脂ビーズの製造方法。
［５］前記［１］～［４］のいずれかに記載の樹脂ビーズの製造方法であって、キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を流動させながら１００℃以下に昇温させて前記キトサンを溶解させた後、前記反応液を流動させながら降温させて析出物を生成させる工程を有する樹脂ビーズの製造方法。
［６］前記キトサンの量（Ｙ）に対する、前記硫酸の量（Ｘ）のモル比（Ｘ／Ｙ）が、２．０以上である前記［５］に記載の樹脂ビーズの製造方法。
［７］生成した前記析出物をアルカリで中和する工程をさらに有する前記［５］又は［６］に記載の樹脂ビーズの製造方法。
さらに、本発明によれば、以下に示す製品が提供される。
［８］樹脂ビーズを含有する、化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物のいずれかの製品であって、前記樹脂ビーズが、前記［１］～［４］のいずれかに記載の樹脂ビーズである製品。
［８］樹脂ビーズを含有する、化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物のいずれかの製品であって、前記樹脂ビーズが、前記［１］～［４］のいずれかに記載の樹脂ビーズである製品。
本発明によれば、優れた触感及び肌への伸びを有する化粧料等の各種製品を提供可能な、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子と代替可能な樹脂ビーズ、及びそれを用いた化粧料等の各種製品を提供することができる。また、本発明によれば、優れた触感及び肌への伸びを有する化粧料等の各種製品を提供可能な、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子と代替可能な樹脂ビーズの製造方法を提供することができる。
＜樹脂ビーズ＞
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の樹脂ビーズは、キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかのキトサン類を主成分とする樹脂で形成された粒子状の樹脂ビーズである。そして、本発明の樹脂ビーズは、平均最大径が１～２０μｍであり、下記式（１）で定義されるアスペクト比が１．５～４０であり、下記式（２）で定義されるアスペクト比の標準偏差率が２０％以下であり、下記式（３）で定義される両凹円盤度が０～０．３である。以下、本発明の樹脂ビーズの詳細について説明する。
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明の樹脂ビーズは、キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかのキトサン類を主成分とする樹脂で形成された粒子状の樹脂ビーズである。そして、本発明の樹脂ビーズは、平均最大径が１～２０μｍであり、下記式（１）で定義されるアスペクト比が１．５～４０であり、下記式（２）で定義されるアスペクト比の標準偏差率が２０％以下であり、下記式（３）で定義される両凹円盤度が０～０．３である。以下、本発明の樹脂ビーズの詳細について説明する。
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
（キトサン類）
樹脂ビーズは、キトサン類を主成分とする樹脂で形成された、好ましくはキトサン類で実質的に形成された粒状物である。キトサン類は、キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかである。キトサンは、甲殻類、糸状菌、及び昆虫等から得られるキチンの脱アセチル化物であり、保湿性や抗コレステロール効果を有し、安全性に優れ、化粧品原料や機能性食品素材として実用化されている。キトサンは工業的に生産されており、種々のグレードのものを入手することができる。また、キトサン塩としては、キトサン硫酸塩、キトサンサリチル酸塩、キトサンリン酸塩等を挙げることができる。樹脂ビーズは、キトサン塩で実質的に形成されていることが、触感及び肌への伸びがより向上するために好ましい。
樹脂ビーズは、キトサン類を主成分とする樹脂で形成された、好ましくはキトサン類で実質的に形成された粒状物である。キトサン類は、キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかである。キトサンは、甲殻類、糸状菌、及び昆虫等から得られるキチンの脱アセチル化物であり、保湿性や抗コレステロール効果を有し、安全性に優れ、化粧品原料や機能性食品素材として実用化されている。キトサンは工業的に生産されており、種々のグレードのものを入手することができる。また、キトサン塩としては、キトサン硫酸塩、キトサンサリチル酸塩、キトサンリン酸塩等を挙げることができる。樹脂ビーズは、キトサン塩で実質的に形成されていることが、触感及び肌への伸びがより向上するために好ましい。
キトサン類の重量平均分子量は、１５，０００～１，５００，０００であることが好ましく、２０，０００～１，０００，０００であることがさらに好ましく、２５，０００～７５０，０００であることが特に好ましい。キトサン類の重量平均分子量が１５，０００未満であると、キトサン類の加水分解が進行し収率が大幅に低下する場合がある。一方、キトサン類の重量平均分子量が１，５００，０００超であると、析出する樹脂ビーズの形状制御が困難になる場合がある。
キトサンの脱アセチル化度は、７０～１００％であり、好ましくは７５～９９％である。キトサンの脱アセチル化度が７０％未満であると、溶解時の溶解性が悪くなる傾向があるため製品に不溶部由来のキチン質が残存する場合がある。キトサンの脱アセチル化度は、コロイド滴定を行い、その滴定量から算出することができる。具体的には、指示薬にトルイジンブルー溶液を用い、ポリビニル硫酸カリウム水溶液でコロイド滴定することにより、キトサン分子中の遊離アミノ基を定量し、キトサンの脱アセチル化度を求める。脱アセチル化度の測定方法の一例を以下に示す。
（１）滴定試験
０．５質量％酢酸水溶液にキトサン純分濃度が０．５質量％となるようにキトサンを添加し、キトサンを撹拌及び溶解して１００ｇの０．５質量％キトサン／０．５質量％酢酸水溶液を調製する。次に、この溶液１０ｇとイオン交換水９０ｇを撹拌混合して、０．０５質量％のキトサン溶液を調製する。さらに、この０．０５質量％キトサン溶液１０ｇにイオン交換水５０ｍＬ、トルイジンブルー溶液約０．２ｍＬを添加して試料溶液を調製し、ポリビニル硫酸カリウム溶液（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）にて滴定する。滴定速度は２～５ｍｌ／分とし、試料溶液が青から赤紫色に変色後、３０秒間以上保持する点を終点の滴定量とする。なお、キトサン純分とは、原料キトサン試料中のキトサンの質量を意味する。具体的には、原料キトサン試料を１０５℃で２時間乾燥して求められる固形分質量である。
０．５質量％酢酸水溶液にキトサン純分濃度が０．５質量％となるようにキトサンを添加し、キトサンを撹拌及び溶解して１００ｇの０．５質量％キトサン／０．５質量％酢酸水溶液を調製する。次に、この溶液１０ｇとイオン交換水９０ｇを撹拌混合して、０．０５質量％のキトサン溶液を調製する。さらに、この０．０５質量％キトサン溶液１０ｇにイオン交換水５０ｍＬ、トルイジンブルー溶液約０．２ｍＬを添加して試料溶液を調製し、ポリビニル硫酸カリウム溶液（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）にて滴定する。滴定速度は２～５ｍｌ／分とし、試料溶液が青から赤紫色に変色後、３０秒間以上保持する点を終点の滴定量とする。なお、キトサン純分とは、原料キトサン試料中のキトサンの質量を意味する。具体的には、原料キトサン試料を１０５℃で２時間乾燥して求められる固形分質量である。
（２）空試験
上記の滴定試験に使用した０．５質量％キトサン／０．５質量％酢酸水溶液に代えて、イオン交換水を使用し、同様の滴定試験を行う。
上記の滴定試験に使用した０．５質量％キトサン／０．５質量％酢酸水溶液に代えて、イオン交換水を使用し、同様の滴定試験を行う。
（３）アセチル化度の計算
Ｘ＝１／４００×１６１×ｆ×（Ｖ－Ｂ）／１０００
＝０．４０２５×ｆ×（Ｖ－Ｂ）／１０００
Ｙ＝０．５／１００－Ｘ
Ｘ：キトサン中の遊離アミノ基質量（グルコサミン残基質量に相当）
Ｙ：キトサン中の結合アミノ基質量（Ｎ－アセチルグルコサミン残基質量に相当）
ｆ：Ｎ／４００ＰＶＳＫの力価
Ｖ：試料溶液の滴定量（ｍＬ）
Ｂ：空試験滴定量（ｍＬ）
脱アセチル化度（％）
＝（遊離アミノ基）／｛（遊離アミノ基）＋（結合アミノ基）｝×１００
＝（Ｘ／１６１）／（Ｘ／１６１＋Ｙ／２０３）×１００
なお、「１６１」はグルコサミン残基の分子量、「２０３」はＮ－アセチルグルコサミン残基の分子量である。
Ｘ＝１／４００×１６１×ｆ×（Ｖ－Ｂ）／１０００
＝０．４０２５×ｆ×（Ｖ－Ｂ）／１０００
Ｙ＝０．５／１００－Ｘ
Ｘ：キトサン中の遊離アミノ基質量（グルコサミン残基質量に相当）
Ｙ：キトサン中の結合アミノ基質量（Ｎ－アセチルグルコサミン残基質量に相当）
ｆ：Ｎ／４００ＰＶＳＫの力価
Ｖ：試料溶液の滴定量（ｍＬ）
Ｂ：空試験滴定量（ｍＬ）
脱アセチル化度（％）
＝（遊離アミノ基）／｛（遊離アミノ基）＋（結合アミノ基）｝×１００
＝（Ｘ／１６１）／（Ｘ／１６１＋Ｙ／２０３）×１００
なお、「１６１」はグルコサミン残基の分子量、「２０３」はＮ－アセチルグルコサミン残基の分子量である。
（樹脂ビーズの形状）
図１は、樹脂ビーズの形状を模式的に示す正面図である。図１に示す実施形態の樹脂ビーズ１０は、その中央部が緩やかに凹んだ両凹円盤状の構造、いわゆる赤血球状の構造を有する。本発明の樹脂ビーズには、図１に示すような両凹円盤状の樹脂ビーズ１０が含まれることがある。図１中、Ｄは樹脂ビーズの平均最大径、ｈは樹脂ビーズの平均最大厚さ、ｔは樹脂ビーズの平均最小厚さ、ｄは樹脂ビーズの厚み方向に最も突出した部分間の平均距離、をそれぞれ示す。なお、樹脂ビーズの「平均最大径Ｄ」は、樹脂ビーズの「平均最大幅」と「平均最大長さ」のうちの値の大きい方を意味する。
図１は、樹脂ビーズの形状を模式的に示す正面図である。図１に示す実施形態の樹脂ビーズ１０は、その中央部が緩やかに凹んだ両凹円盤状の構造、いわゆる赤血球状の構造を有する。本発明の樹脂ビーズには、図１に示すような両凹円盤状の樹脂ビーズ１０が含まれることがある。図１中、Ｄは樹脂ビーズの平均最大径、ｈは樹脂ビーズの平均最大厚さ、ｔは樹脂ビーズの平均最小厚さ、ｄは樹脂ビーズの厚み方向に最も突出した部分間の平均距離、をそれぞれ示す。なお、樹脂ビーズの「平均最大径Ｄ」は、樹脂ビーズの「平均最大幅」と「平均最大長さ」のうちの値の大きい方を意味する。
樹脂ビーズの形状は、以下に示す手順にしたがって測定及び評価する。まず、電子顕微鏡を使用して樹脂ビーズの表面及び断面の画像を撮影する。次いで、撮影した画像を解析し、任意に選択した３０個以上の樹脂ビーズの最大径、最大厚さ、最小厚さ、及び厚み方向に最も突出した部分間の距離をそれぞれ測定する。その後、測定した最大径、最大厚さ、最小厚さ、及び厚み方向に最も突出した部分間の距離の平均値を算出して、平均最大径Ｄ、平均最大厚さｈ、平均最小厚さｔ、厚み方向に最も突出した部分間の平均距離ｄ、をそれぞれ得ることができる。
樹脂ビーズの平均最大径は１～２０μｍであり、好ましくは２～１８μｍ、さらに好ましくは２．５～１５μｍである。平均最大径が上記の範囲内にあることで、優れた触感及び肌への伸びが発揮される。また、樹脂ビーズの平均最大厚さと平均最小厚さの差（ｈ－ｔ）は、０～５μｍであることが好ましく、０～３．５μｍであることがさらに好ましい。
下記式（１）で定義される樹脂ビーズのアスペクト比は、１．５～４０であり、好ましくは２～３５、さらに好ましくは２．５～３０である。アスペクト比が上記の範囲内にあることで、優れた触感及び肌への伸びが発揮される。なお、真球状の樹脂ビーズのアスペクト比は１．０である。
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
下記式（２）で定義される樹脂ビーズのアスペクト比の標準偏差率は、２０％以下であり、好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下である。すなわち、本実施形態の樹脂ビーズのアスペクト比は、機械的に粉砕しないこともあり、バラつきが小さく、比較的揃っている。このように、アスペクト比を比較的揃えたことで、化粧料などの調合がしやすく、優れた触感及び肌への伸びを発揮させることができる。アスペクト比の標準偏差率の下限については特に限定されず、通常は１％以上である。なお、樹脂ビーズのアスペクト比の標準偏差（式（２）中の「Ｓ」）は、下記式（４）により算出することができる。
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｘｉ：サンプルの各アスペクト比
下記式（３）で定義される樹脂ビーズの両凹円盤度は、０～０．３であり、好ましくは０～０．２５、さらに好ましくは０～０．２である。両凹円盤度が上記の範囲内にあることで、優れた触感及び肌への伸びを発揮させることができる。
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ）
＜樹脂ビーズの製造方法＞
次に、上述の樹脂ビーズを製造する方法について説明する。本発明の樹脂ビーズの製造方法は、上述の樹脂ビーズの製造方法であり、キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を流動させながら１００℃以下に昇温させてキトサンを溶解させた後、反応液を流動させながら降温させて析出物を生成させる工程（工程（１））を有する。
次に、上述の樹脂ビーズを製造する方法について説明する。本発明の樹脂ビーズの製造方法は、上述の樹脂ビーズの製造方法であり、キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を流動させながら１００℃以下に昇温させてキトサンを溶解させた後、反応液を流動させながら降温させて析出物を生成させる工程（工程（１））を有する。
工程（１）では、まず、キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を用意する。硫酸は、希硫酸及び濃硫酸のいずれであってもよい。キトサンの量（Ｙ）に対する、硫酸の量（Ｘ）のモル比（Ｘ／Ｙ）は、２．０以上とすることが好ましく、２．５以上とすることがさらに好ましく、２．７以上とすることが特に好ましい。上記のモル比を２．０以上とすることで、アスペクト比がより好ましい範囲内にある樹脂ビーズを得ることができる。上記のモル比の上限については限定されず、例えば８．０以下とすればよい。
原材料として用いるキトサンは、製造過程で低分子化する傾向にある。このため、原材料として用いるキトサンは、製造しようとする樹脂ビーズを構成するキトサン類に比して、分子量がある程度大きいことが好ましい。具体的には、原材料として用いるキトサンの重量平均分子量は、５０，０００～３，０００，０００であることが好ましく、７０，０００～２，５００，０００であることがさらに好ましく、８０，０００～２，２００，０００であることが特に好ましい。重量平均分子量が上記範囲内のキトサンを原材料として用いることで、所望とする重量平均分子量のキトサン類を主成分とする樹脂で形成された樹脂ビーズを得ることができる。
極性溶媒としては、通常、水を用いる。水以外の極性溶媒としては、例えば、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ－エチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。
工程（１）では、用意した反応液を流動させながら昇温させて、キトサンを溶解させる。反応液を流動させるには、撹拌羽根等を用いればよい。反応液は１００℃以下、好ましくは９５℃以下、さらに好ましくは９０℃以下に昇温させる。反応液を１００℃超にまで昇温させると、得られる樹脂ビーズの両凹円盤度の値が大きくなり過ぎる。反応液の昇温温度の下限については限定されず、例えば５５℃以上とすればよい。
昇温させてキトサンを溶解させた反応液を、昇温させた状態で一定時間保持することが好ましい。保持時間は０．５時間以上とすることが好ましく、２時間以上とすることがさらに好ましく、３時間以上とすることが特に好ましい。キトサンを溶解させた反応液を昇温させた状態で一定時間保持することで、より優れた触感及び肌への伸びが発揮される樹脂ビーズを得ることができる。
キトサンを溶解させた反応液を必要に応じて一定時間保持した後、流動させながら降温させることで、析出物を生成させることができる。反応液を流動させながら降温させることが必要であり、流動させずに静置した状態で降温させると、所望とする形状の樹脂ビーズを得ることができない。反応液の流動は、例えば撹拌羽根等を使用し、好ましくは５０ｒｐｍ以上、さらに好ましくは１００ｒｐｍ以上、特に好ましくは１５０ｒｐｍ以上の速度で撹拌すればよい。好ましくは５０℃以下、さらに好ましくは室温（２５℃）以下となるまで撹拌しながら反応液を降温させることで、析出物を生成させることができる。生成した析出物を洗浄及び乾燥等することで、キトサン硫酸塩で実質的に形成された樹脂ビーズを得ることができる。
樹脂ビーズの製造方法は、上記の工程（１）で生成した析出物をアルカリで中和する工程をさらに有することが好ましい。析出物をアルカリで中和することで、キトサンで実質的に形成された樹脂ビーズを得ることができる。析出物を中和するアルカリの種類は特に限定されず、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物等を用いることができる。
＜各種製品＞
本発明の製品は、上述の樹脂ビーズを含有する、化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物のいずれかの製品である。上述の樹脂ビーズは特定の形状を有することから、優れた触感を有するとともに、肌への伸びが良好なものである。このため、この樹脂ビーズを含有させることで、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子を用いなくても、優れた触感及び肌への伸びが付与された化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物等の各種製品を提供することができる。
本発明の製品は、上述の樹脂ビーズを含有する、化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物のいずれかの製品である。上述の樹脂ビーズは特定の形状を有することから、優れた触感を有するとともに、肌への伸びが良好なものである。このため、この樹脂ビーズを含有させることで、石油由来の合成系素材からなる樹脂粒子を用いなくても、優れた触感及び肌への伸びが付与された化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物等の各種製品を提供することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。
＜樹脂ビーズの製造＞
（実施例１）
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇをフラスコに入れた。ガラス羽根を使用し、回転速度１００ｒｐｍで撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。マントルヒーターを使用して反応液の液温が８０℃になるまで昇温し、内容物を溶解させた。反応液の液温が８０℃に達した後、同温度で５時間保持した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を回転速度２００ｒｐｍで撹拌して流動させながら徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を撹拌して流動させながらさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は２．８μｍであり、平均長さは２．８μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは２．８μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは５．５であり、両凹円盤度Ｂは０．０１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは７．１％であった。
（実施例１）
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇをフラスコに入れた。ガラス羽根を使用し、回転速度１００ｒｐｍで撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。マントルヒーターを使用して反応液の液温が８０℃になるまで昇温し、内容物を溶解させた。反応液の液温が８０℃に達した後、同温度で５時間保持した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を回転速度２００ｒｐｍで撹拌して流動させながら徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を撹拌して流動させながらさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は２．８μｍであり、平均長さは２．８μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは２．８μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは５．５であり、両凹円盤度Ｂは０．０１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは７．１％であった。
（実施例２～１６）
表１に示す条件としたこと以外は、前述の実施例１と同様にして樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの特性を表２に示す。また、実施例１及び８で製造した樹脂ビーズの微構造を示す電子顕微鏡写真を図２及び３にそれぞれ示す。
表１に示す条件としたこと以外は、前述の実施例１と同様にして樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの特性を表２に示す。また、実施例１及び８で製造した樹脂ビーズの微構造を示す電子顕微鏡写真を図２及び３にそれぞれ示す。
（比較例１）
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇをフラスコに入れた。ガラス羽根を使用し、回転速度１００ｒｐｍで撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。マントルヒーターを使用して反応液の液温が８０℃になるまで昇温し、内容物を溶解させた。反応液の液温が８０℃に達した後、同温度で５時間保持した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を撹拌することなく静置して徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を静置したままさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は４．９μｍであり、平均長さは４．９μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは４．９μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは１．２（ほぼ球状）であり、両凹円盤度Ｂは０．０２であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは１．２％であった。
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇをフラスコに入れた。ガラス羽根を使用し、回転速度１００ｒｐｍで撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。マントルヒーターを使用して反応液の液温が８０℃になるまで昇温し、内容物を溶解させた。反応液の液温が８０℃に達した後、同温度で５時間保持した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を撹拌することなく静置して徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を静置したままさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は４．９μｍであり、平均長さは４．９μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは４．９μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは１．２（ほぼ球状）であり、両凹円盤度Ｂは０．０２であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは１．２％であった。
（比較例２）
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇを密閉可能な容器に入れた。スパチュラを使用して撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。容器を密閉し、オートクレーブを使用して１２１℃で２０分間加熱・加圧処理した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を撹拌することなく静置して徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を静置したままさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は１６．９μｍであり、平均長さは１６．９μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは１６．９μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは１．６であり、両凹円盤度Ｂは０．３１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは２．５％であった。
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサン２．５ｇ（乾燥質量）（１４．８ｍｍｏｌ）及び水８３．５ｇを密閉可能な容器に入れた。スパチュラを使用して撹拌しながら９８％硫酸５．９ｇ（５９．２ｍｍｏｌ）を５分間かけて滴下して混合した。容器を密閉し、オートクレーブを使用して１２１℃で２０分間加熱・加圧処理した。ガラスろ紙で反応液をろ過し、得られたろ液を撹拌することなく静置して徐々に冷却した。反応液の液温が５０℃付近に達した段階で析出物が生成したのを確認した。反応液を静置したままさらに徐冷し、液温が室温（２５℃）に達した段階で、デカンテーションして上澄み液を除去して析出物を得た。得られた析出物を水洗し、洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返した後、凍結乾燥して、キトサン硫酸塩で形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は１６．９μｍであり、平均長さは１６．９μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは１６．９μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは１．６であり、両凹円盤度Ｂは０．３１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは２．５％であった。
（比較例３）
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサンを、特許文献２（特許第３７８７５９８号公報）の「実施例７」に記載の方法にしたがって処理し、キトサン粒子を得た。得られたキトサン粒子の平均幅は１０．５μｍであり、平均長さは１０．４μｍであった。すなわち、キトサン粒子の平均最大径Ｄは１０．５μｍであった。また、キトサン粒子のアスペクト比Ａは４２．０であり、両凹円盤度Ｂは０．００であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは４５．１％であった。
重量平均分子量（Ｍｗ）が２０万であり、脱アセチル化度が９８％である、きのこ由来の粉末状のキトサンを用意した。用意したキトサンを、特許文献２（特許第３７８７５９８号公報）の「実施例７」に記載の方法にしたがって処理し、キトサン粒子を得た。得られたキトサン粒子の平均幅は１０．５μｍであり、平均長さは１０．４μｍであった。すなわち、キトサン粒子の平均最大径Ｄは１０．５μｍであった。また、キトサン粒子のアスペクト比Ａは４２．０であり、両凹円盤度Ｂは０．００であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは４５．１％であった。
（実施例１７）
実施例１で製造した樹脂ビーズを含水アルコール中で中和し、キトサンで形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は２．８μｍであり、平均長さは２．８μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは２．８μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは５．３であり、両凹円盤度Ｂは０．０１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは５．３％であった。
実施例１で製造した樹脂ビーズを含水アルコール中で中和し、キトサンで形成された樹脂ビーズを得た。得られた樹脂ビーズの平均幅は２．８μｍであり、平均長さは２．８μｍであった。すなわち、樹脂ビーズの平均最大径Ｄは２．８μｍであった。また、樹脂ビーズのアスペクト比Ａは５．３であり、両凹円盤度Ｂは０．０１であり、アスペクト比の標準偏差率ＣＶは５．３％であった。
＜樹脂ビーズの評価＞
（触感）
樹脂ビーズの触感について、１０人のパネルテストによる官能評価を行った。樹脂ビーズに触れ、「滑らかさ」、「肌への伸びの良さ」、及び「しっとり感」を総合的に判断し、以下に示す評価基準にしたがって５点満点で採点し、１０人の平均点を算出した。結果を表２に示す。
５：良い
４：やや良い
３：普通
２：やや悪い
１：悪い
（触感）
樹脂ビーズの触感について、１０人のパネルテストによる官能評価を行った。樹脂ビーズに触れ、「滑らかさ」、「肌への伸びの良さ」、及び「しっとり感」を総合的に判断し、以下に示す評価基準にしたがって５点満点で採点し、１０人の平均点を算出した。結果を表２に示す。
５：良い
４：やや良い
３：普通
２：やや悪い
１：悪い
＜化粧料の製造＞
（実施例１Ｃ～１７Ｃ、比較例１Ｃ～３Ｃ）
化粧料の原料として従来用いられている各種成分を混合して化粧料を製造した。具体的には、まず、表３に示す成分（Ａ）（疎水性成分）を混合及び加温して溶解させた。一方、表３に示す成分（Ｂ）（親水性成分）を混合及び加温して溶解させた。また、表３に示す成分（Ｃ）（粉末成分及び樹脂ビーズ）を配合し、均一になるまで混合して粉体混合物を得た。成分（Ａ）の混合物を撹拌しながら、成分（Ｃ）の粉体混合物を添加した後、成分（Ｂ）の混合物を添加し、均一になるまで混合して化粧料を得た。
（実施例１Ｃ～１７Ｃ、比較例１Ｃ～３Ｃ）
化粧料の原料として従来用いられている各種成分を混合して化粧料を製造した。具体的には、まず、表３に示す成分（Ａ）（疎水性成分）を混合及び加温して溶解させた。一方、表３に示す成分（Ｂ）（親水性成分）を混合及び加温して溶解させた。また、表３に示す成分（Ｃ）（粉末成分及び樹脂ビーズ）を配合し、均一になるまで混合して粉体混合物を得た。成分（Ａ）の混合物を撹拌しながら、成分（Ｃ）の粉体混合物を添加した後、成分（Ｂ）の混合物を添加し、均一になるまで混合して化粧料を得た。
＜化粧料の評価＞
化粧料の触感及び肌への伸びについて、１０人のパネルテストによる官能評価を行った。「触感の良さ」及び「肌への伸び」を判断し、以下に示す評価基準にしたがってそれぞれ５点満点で採点し、１０人の平均点を算出した。結果を表４に示す。
５：良い
４：やや良い
３：普通
２：やや悪い
１：悪い
化粧料の触感及び肌への伸びについて、１０人のパネルテストによる官能評価を行った。「触感の良さ」及び「肌への伸び」を判断し、以下に示す評価基準にしたがってそれぞれ５点満点で採点し、１０人の平均点を算出した。結果を表４に示す。
５：良い
４：やや良い
３：普通
２：やや悪い
１：悪い
表４に示すように、実施例の樹脂ビーズを用いることで、触感及び肌への伸びに優れた化粧料を製造できたことがわかる。また、実施例の樹脂ビーズを用いることで、化粧料だけでなく、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物などの各種製品に対しても、優れた触感及び伸びなどの特性を付与できることを確認した。
本発明の樹脂ビーズを用いれば、良好な触感で、肌への伸びが良く、粉吹きが生じにくい化粧品を提供することができる。したがって、本発明の樹脂ビーズは、例えば、化粧料、外皮用剤、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物などの各種製品の構成材料として有用である。
１０：樹脂ビーズ
Ｄ：平均最大径
ｈ：平均最大厚さ
ｔ：平均最小厚さ
ｄ：厚み方向に最も突出した部分間の平均距離
Ｄ：平均最大径
ｈ：平均最大厚さ
ｔ：平均最小厚さ
ｄ：厚み方向に最も突出した部分間の平均距離
Claims (8)
- キトサン及びキトサン塩の少なくともいずれかのキトサン類を主成分とする樹脂で形成された粒子状の樹脂ビーズであって、
平均最大径が１～２０μｍであり、
下記式（１）で定義されるアスペクト比が１．５～４０であり、
下記式（２）で定義されるアスペクト比の標準偏差率が２０％以下であり、
下記式（３）で定義される両凹円盤度が０～０．３である樹脂ビーズ。
Ａ＝Ｄ／ｈ ・・・（１）
Ａ：アスペクト比
Ｄ：平均最大径（μｍ）
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ＣＶ＝Ｓ／Ｄ ・・・（２）
ＣＶ：アスペクト比の標準偏差率（％）
Ｓ：標準偏差
Ｄ：平均最大径（μｍ）
Ｂ＝（ｈ－ｔ）／Ｄ ・・・（３）
Ｂ：両凹円盤度
ｈ：平均最大厚さ（μｍ）
ｔ：平均最小厚さ（μｍ）
Ｄ：平均最大径（μｍ） - 前記アスペクト比が２～３５であり、
前記アスペクト比の標準偏差率が１５％以下であり、
前記両凹円盤度が０～０．２５である請求項１に記載の樹脂ビーズ。 - 前記キトサン類の重量平均分子量が、１５，０００～１，５００，０００である請求項１又は２に記載の樹脂ビーズ。
- 前記キトサン塩が、キトサン硫酸塩である請求項１～３のいずれか一項に記載の樹脂ビーズ。
- 請求項１～４のいずれか一項に記載の樹脂ビーズの製造方法であって、
キトサン、硫酸、及び極性溶媒を含有する反応液を流動させながら１００℃以下に昇温させて前記キトサンを溶解させた後、前記反応液を流動させながら降温させて析出物を生成させる工程を有する樹脂ビーズの製造方法。 - 前記キトサンの量（Ｙ）に対する、前記硫酸の量（Ｘ）のモル比（Ｘ／Ｙ）が、２．０以上である請求項５に記載の樹脂ビーズの製造方法。
- 生成した前記析出物をアルカリで中和する工程をさらに有する請求項５又は６に記載の樹脂ビーズの製造方法。
- 樹脂ビーズを含有する、化粧料、外皮用薬、塗料、成形体、フィルム、コーティング剤、及び樹脂組成物のいずれかの製品であって、
前記樹脂ビーズが、請求項１～４のいずれか一項に記載の樹脂ビーズである製品。
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2023
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| 赤血球の形態異常，広島市医師会だより，2012年11月15日，第559号，2～6 |
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